Сдвинуть двоичный разряд влево что значит

Как работают побитовые операции в JavaScript

Операции с битами не очень распространены в JavaScript, но бывает, что без них не обойтись

Чтобы понять, как работают побитовые операции в JS, тебе нужны 2 вещи:

• разобраться в том, что такое двоичная (бинарная) система счисления
• как переводить числа из десятичной системы в двоичную и обратно

Ответы на эти вопросы и введение ты можешь найти тут .

Обзор всех побитовых операций в JavaScript

Оператор	Название	Описание
&	И	Если оба бита равны 1 — результат 1. Если хотя бы один из них 0, то и результат 0.
`	`	ИЛИ
^	Исключающее ИЛИ (XOR)	Если оба бита одинаковые — результат 0. Если биты разные, то результат — 1.
НЕ	Инвертирует все биты в числе. Нули становятся единицами, а единицы — нулями.
Сдвиг влево	Сдвигает все биты влево, заполняет пустые слоты нулями.
>>	Знаковый сдвиг вправо	Сдвигает все биты вправо, заполняет пусты слоты значением самого левого бита числа. Таким образом знак числа не меняется.
>>>	Беззнаковый сдвиг вправо	Сдвигает все биты вправо, заполняет пустые слоты нулями.

Примеры и использование

Побитовые операторы в JavaScript будет сложно понять, если применять их к десятичным числам.

Советую взять лист бумаги, карандаш и начать с того, чтобы перевести все десятичные числа из примеров в их двоичное представление.

Операторы И, ИЛИ, XOR

Операторам & , | и ^ требуется 2 числа, чтобы правильно работать. Они сравнивают биты в числах по одному используя правила из таблицы выше.

Давай попробуем их применить. Двоичное представление чисел записано справа в комментариях:

Будет проще считать, если ты запишешь двоичные числа в столбик. Вот так:

Сейчас, мы добавим console.log и проверим, правильно ли мы посчитали:

Важная особенность XOR в том, что, если ты с обеих сторон оператора напишешь одно и то же число, то в итоге всегда получишь ноль.

С другой стороны, если заменишь ^ на & или | , то число не изменится

Оператор НЕ

работает иначе. Он называется унарным оператором и применяется к одному числу.

Знаковый бит тоже меняется, так как он определяется самым левым битом в JavaScript числах. Если он равен 0 , то число положительное, 1 — отрицательное.

Если ты применишь оператор

дважды к одному и тому же числу, то ты вернешься туда, откуда начал:

Операторы побитового сдвига

Операторам побитового сдвига нужно 2 числа. Первое — само число, биты которого мы будем двигать. Второе — количество двоичных разрядов на которое будет выполнен сдвиг.

Сдвиг влево

Сдвинуть двоичное число на 1 разряд влево — это то же самое, что умножить его на два. Исключение — большие числа, которые после умножения не поместятся в памяти.

Сдвиг вправо

Правый сдвиг, в отличие от левого, делает числа меньше. Если число достаточно большое, то это будет эквивалентно делению на два. В нашем случае, с маленькими числами, все не так просто:

Не ленись, бери карандаш и проверь расчеты самостоятельно!

Беззнаковый сдвиг вправо

Беззнаковый сдвиг вправо отличается тем, что он не сохраняет знаковый бит (самый левый). Когда он применяется к отрицательным числам, то они станут положительными, потому что все пустые места будет заполнены нулями.

Не удивительно, что мы сдвинули 100 на 2 бита вправо и получили число в 4 раза меньше.

Но ты понимаешь почему -100 превратилось в 1073741799 ?

Выводы

Если ты занимаешься веб разработкой, то тебе, скорее всего, нечасто придется сталкиваться с побитовыми операциями в JavaScript.

С другой стороны, если ты ищешь работу и ходишь по собеседованиям, то это одна из любимых тем “на засыпку”. Многие задачи решаются очень красиво с помощью побитовых операций. Например, определить является ли число четным.

Источник

IT1300: Императивное программирование

В C# имеется возможность сдвигать двоичные разряды, составляющие целое значение, влево или вправо на заданную величину. Для этой цели в C# определены два приведенных ниже оператора сдвига двоичных разрядов.

Ниже приведена общая форма для этих операторов:

где число_битов — это число двоичных разрядов, на которое сдвигается указанное значение .

При сдвиге влево все двоичные разряды в указываемом значении сдвигаются на одну позицию влево, а младший разряд сбрасывается в нуль. При сдвиге вправо все двоичные разряды в указываемом значении сдвигаются на одну позицию вправо. Если вправо сдвигается целое значение без знака, то старший разряд сбрасывается в нуль. А если вправо сдвигается целое значение со знаком, то разряд знака сохраняется. Напомним, что для представления отрицательных чисел старший разряд целого числа устанавливается в 1. Так, если сдвигаемое значение является отрицательным, то при каждом сдвиге вправо старший разряд числа устанавливается в 1. А если сдвигаемое значение является положительным, то при каждом сдвиге вправо старший разряд числа сбрасывается в нуль.

При сдвиге влево и вправо крайние двоичные разряды теряются. Восстановить потерянные при сдвиге двоичные разряды нельзя, поскольку сдвиг в данном случае не является циклическим.

Ниже приведен пример программы, наглядно демонстрирующий действие сдвига влево и вправо. В данном примере сначала задается первоначальное целое значение, равное 1. Это означает, что младший разряд этого значения установлен. Затем это целое значение сдвигается восемь раз подряд влево. После каждого сдвига выводятся восемь младших двоичных разрядов данного значения. Далее процесс повторяется, но на этот раз 1 устанавливается на позиции восьмого разряда, а по существу, задается целое значение 128, которое затем сдвигается восемь раз подряд вправо.

Результат выполнения этой программы выглядит следующим образом.

Двоичные разряды соответствуют форме представления чисел в степени 2, и поэтому операторы сдвига могут быть использованы для умножения или деления целых значений на 2. Так, при сдвиге вправо целое значение удваивается, а при сдвиге влево — уменьшается наполовину. Разумеется, все это справедливо лишь в том случае, если крайние разряды не теряются при сдвиге в ту или иную сторону. Ниже приведен соответствующий пример.

Ниже приведен результат выполнения этой программы.

Обратите внимание на последнюю строку приведенного выше результата. Когда целое значение 10 сдвигается влево тридцать раз подряд, информация теряется, поскольку двоичные разряды сдвигаются за пределы представления чисел для типа int . В данном случае получается совершенно «непригодное» значение, которое оказывается к тому же отрицательным, поскольку в результате сдвига в старшем разряде, используемом в качестве знакового, оказывается 1, а следовательно, данное числовое значение должно интерпретироваться как отрицательное. Этот пример наглядно показывает, что применять операторы сдвига для умножения или деления на 2 следует очень аккуратно. (Подробнее о типах данных со знаком и без знака см. в главе Типы данных, литералы и переменные.)

Источник

О битовых операциях

Авторизуйтесь

О битовых операциях

В этой статье я расскажу вам о том, как работают битовые операции. С первого взгляда они могут показаться вам чем-то сложным и бесполезным, но на самом деле это совсем не так. В этом я и попытаюсь вас убедить.

Введение

Побитовые операторы проводят операции непосредственно на битах числа, поэтому числа в примерах будут в двоичной системе счисления.

Я расскажу о следующих побитовых операторах:

• | (Побитовое ИЛИ (OR)),
• & (Побитовое И (AND)),
• ^ (Исключающее ИЛИ (XOR)),

(Побитовое отрицание (NOT)),

> (Побитовый сдвиг вправо).

Битовые операции изучаются в дискретной математике, а также лежат в основе цифровой техники, так как на них основана логика работы логических вентилей — базовых элементов цифровых схем. В дискретной математике, как и в цифровой технике, для описания их работы используются таблицы истинности. Таблицы истинности, как мне кажется, значительно облегчают понимание битовых операций, поэтому я приведу их в этой статье. Их, тем не менее, почти не используют в объяснениях побитовых операторов высокоуровневых языков программирования.

О битовых операторах вам также необходимо знать:

1. Некоторые побитовые операторы похожи на операторы, с которыми вы наверняка знакомы (&&, ||). Это потому, что они на самом деле в чем-то похожи. Тем не менее, путать их ни в коем случае нельзя.
2. Большинство битовых операций являются операциями составного присваивания.

Побитовое ИЛИ (OR)

Побитовое ИЛИ действует эквивалентно логическому ИЛИ, но примененному к каждой паре битов двоичного числа. Двоичный разряд результата равен 0 только тогда, когда оба соответствующих бита в равны 0. Во всех других случаях двоичный результат равен 1. То есть, если у нас есть следующая таблица истинности:

38 | 53 будет таким:

A	0	0	1	0	0	1	1	0
B	0	0	1	1	0	1	0	1
A | B	0	0	1	1	0	1	1	1

В итоге мы получаем 110111₂ , или 55₁₀ .

Побитовое И (AND)

Побитовое И — это что-то вроде операции, противоположной побитовому ИЛИ. Двоичный разряд результата равен 1 только тогда, когда оба соответствующих бита операндов равны 1. Другими словами, можно сказать, двоичные разряды получившегося числа — это результат умножения соответствующих битов операнда: 1х1 = 1, 1х0 = 0. Побитовому И соответствует следующая таблица истинности:

Пример работы побитового И на выражении 38 & 53:

A	0	0	1	0	0	1	1	0
B	0	0	1	1	0	1	0	1
A & B	0	0	1	0	0	1	0	0

Как результат, получаем 100100₂ , или 36₁₀ .

С помощью побитового оператора И можно проверить, является ли число четным или нечетным. Для целых чисел, если младший бит равен 1, то число нечетное (основываясь на преобразовании двоичных чисел в десятичные). Зачем это нужно, если можно просто использовать %2 ? На моем компьютере, например, &1 выполняется на 66% быстрее. Довольно неплохое повышение производительности, скажу я вам.

Исключающее ИЛИ (XOR)

Разница между исключающим ИЛИ и побитовым ИЛИ в том, что для получения 1 только один бит в паре может быть 1:

Например, выражение 138^43 будет равно…

A	1	0	0	0	1	0	1	0
B	0	0	1	0	1	0	1	1
A ^ B	1	0	1	0	0	0	0	1

С помощью ^ можно поменять значения двух переменных (имеющих одинаковый тип данных) без использования временной переменной.

Также с помощью исключающего ИЛИ можно зашифровать текст. Для этого нужно лишь итерировать через все символы, и ^ их с символом-ключом. Для более сложного шифра можно использовать строку символов:

Исключающее ИЛИ не самый надежный способ шифровки, но его можно сделать частью шифровального алгоритма.

Побитовое отрицание (NOT)

Побитовое отрицание инвертирует все биты операнда. То есть, то что было 1 станет 0, и наоборот.

Вот, например, операция

A

A	0	0	1	1	0	1	0	0
1	1	0	0	1	0	1	1

Результатом будет 203₁₀

При использовании побитового отрицания знак результата всегда будет противоположен знаку исходного числа (при работе со знаковыми числами). Почему так происходит, узнаете прямо сейчас.

Дополнительный код

Здесь мне стоит рассказать вам немного о способе представления отрицательных целых чисел в ЭВМ, а именно о дополнительном коде (two’s complement). Не вдаваясь в подробности, он нужен для облегчения арифметики двоичных чисел.

Главное, что вам нужно знать о числах, записанных в дополнительном коде — это то, что старший разряд является знаковым. Если он равен 0, то число положительное и совпадает с представлением этого числа в прямом коде, а если 1 — то оно отрицательное. То есть, 10111101 — отрицательное число, а 01000011 — положительное.

Чтобы преобразовать отрицательное число в дополнительный код, нужно инвертировать все биты числа (то есть, по сути, использовать побитовое отрицание) и добавить к результату 1.

Например, если мы имеем 109:

A	0	1	1	0	1	1	0	1
A	1	0	0	1	0	0	1	0
A+1	1	0	0	1	0	0	1	1

Представленным выше методом мы получаем -109 в дополнительном коде.
Только что было представлено очень упрощенное объяснение дополнительного кода, и я настоятельно советую вам детальнее изучить эту тему.

Побитовый сдвиг влево

Побитовые сдвиги немного отличаются от рассмотренных ранее битовых операций. Побитовый сдвиг влево сдвигает биты своего операнда на N количество битов влево, начиная с младшего бита. Пустые места после сдвига заполняются нулями. Происходит это так:

A	1	0	1	1	0	1	0	0
A N . Таким образом, 43 . Использование сдвига влево вместо Math.pow обеспечит неплохой прирост производительности. Побитовый сдвиг вправо Как вы могли догадаться, >> сдвигает биты операнда на обозначенное количество битов вправо. Если операнд положительный, то пустые места заполняются нулями. Если же изначально мы работаем с отрицательным числом, то все пустые места слева заполняются единицами. Это делается для сохранения знака в соответствии с дополнительным кодом, объясненным ранее. Так как побитовый сдвиг вправо — это операция, противоположная побитовому сдвигу влево, несложно догадаться, что сдвиг числа вправо на N количество позиций также делит это число на 2 N . Опять же, это выполняется намного быстрее обычного деления. Вывод Итак, теперь вы знаете больше о битовых операциях и не боитесь их. Могу предположить, что вы не будете использовать >>1 при каждом делении на 2. Тем не менее, битовые операции неплохо иметь в своем арсенале, и теперь вы сможете воспользоваться ими в случае надобности или же ответить на каверзный вопрос на собеседовании. Источник Читайте также:  Что значит ппа от города Оцените статью Вам также может понравиться Бухгалтерские термины и определения ПРОЦЕДУРЫ ОТКЛЮЧЕНИЯ Процессы, обеспечивающие изоляцию Происхождение слова «вокзал» О том, что представляют собой современные вокзалы Этимология слова «сланцы» Сланцы — летняя открытая обувь, особенно популярная Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты